物理前概念轉變研究文獻綜述

熊梅

作者簡介：熊梅（1989-），女，漢族，湖北人，研究生，海南師范大學，課程與教學論（物理）。

摘要：物理前概念是指學生在未系統學習物理知識之前根據生活經驗作出判斷和決策的知識，對科學概念的掌握具有一定的影響作用。筆者通過對國內外關于前概念轉變的研究進行歸納分析，并提出了自己的見解。結合目前初中物理教學中忽視學生頭腦中的前概念，忽視學生的主體性，期望用直接覆蓋的手段來轉變學生的前概念效果收效甚微，通過對物理前概念產生的原因、促進前概念向科學概念轉化的策略等進行系統的整理，筆者認為應改變傳統的灌輸式的教學形態，基于初中生物理前概念，采用小組合作的教學方式，來促進學生前概念向科學概念的轉變。

關鍵詞：初中物理；前概念；轉變；小組合作學習

中圖分類號：G633.7文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）10-0046-02

一、前概念的界定

國外學者從20世紀70年代開始，相繼進行了大量的關于前概念轉變的研究。我國則是于20世紀90年代對其進行系統的研究。通過對國內外文獻的梳理發現，不同的研究者對前概念有著不同的表述。比較常見的如“錯誤概念”、“誤概念”、“相異構想”等等。盡管前概念所用術語眾多，但其基本含義是相同的。故本文中的物理前概念主要是指學習者在學習物理之前，基于生活經驗而形成的對事物的直覺認識，既包括一些局限的、不完整的或者完全與科學知識相悖的知識。

二、國外前概念研究現狀

（一）有關前概念的調查研究

20世紀70年代，國外對前概念的研究主要側重于對學生頭腦中各課題的前概念進行泛泛的調查；20世紀80年代，前概念的研究則主要集中在自然科學和數學學科領域，并且物理前概念的研究也成為國際物理教育研究的重要課題。20世紀90年代至今，前概念研究繼續深入，走向對特定專題知識前概念的研究許多研究者對物理力學、電磁學、光學等專題的前概念展開研究，并且設計出了專門的前概念檢測工具。

（二）前概念轉變的方法和策略研究

Brown，Clement（1989）提出錨定類比的教學策略， 在教學時先呈現學生熟悉的概念作為類比物，然后給學生呈現要學習的概念，建立類比物和學習對象之間聯系。[1]Tyson.（1997） 等人提出了充實和重建的前概念轉變策略，充實是指在已有的概念結構中對概念的增加或刪除，而重建則意味著建構新結構。Bracha（2004）研究了合作學習中伴隨元認知教學和不伴隨元認知教學對理解圖表的不同效果。結果顯示“合作+元認知”可以積極幫助學生理解圖表，提高學生成績。[2]

不同研究者主要基于各自的理論提出了他們對前概念轉變的策略，主要分別基于認知發展理論、建構主義、元認知理論以及合作學習等理論提出了相應的促進前概念轉變的策略。

（三）前概念轉變模型和模式

Posner等人于1982年提出了著名的概念轉變模型，包含以下四個條件：（1）對現有概念的不滿。（2）新概念的可理解性。（3）新概念的合理性。（4）新概念的有效性。[3]Driver和Oldham提出的DO五步教學模式，包括定向、引出學生想法、重組、應用新概念、回顧概念的改變。Nussbaum和Novick提出的NN三步教學模式，其過程包括：獲得學生的前概念；引入沖突概念；鼓勵學生評價新概念，進而構建認知結構。[4]

通過對所有前概念轉變模型或模式的歸納我們發現，找出學生的前概念是促進學生前概念轉變的前提，創造一個寬松環境，讓學生表達各自不同的觀點是基礎，創造認知矛盾后通過協商、對話、討論等活動，進行積極地構建所學知識是關鍵。

三、國內前概念研究現狀

20世紀80年代，國內科學教育逐漸開展對前概念的研究。初期主要是集中在對國外相關研究的積極引進，隨后，在借鑒基礎上也相繼進行了一些本土研究。大部分前概念的研究主要集中在物理和化學教學領域，這里主要對物理教學領域進行探討。

（一）前概念產生原因分析

趙強，劉炳升（2001 年）闡述了物理學習中前概念產生的心理途徑：①先入為主的日常生活經驗。②知識的負遷移。③舊有概念的局限。④由語詞帶來的曲解。⑤進行不當的類比。⑥不正確的課外渠道。[5]吳建加則根據大量的實踐經驗總結出學生頭腦中的物理前概念產生的原因。[6]通過對前概念產生原因的梳理我們大致可以將其歸為以下幾類：個人經驗不足、生活語言影響、數學思維定式、思維方法不當等。

（二）前概念轉變策略和方法

羅旋（1997）認為，克服前概念的不利影響，一要加強實驗，使學生獲得豐富的感性經驗。二要培養學生建立物理模型，重視邏輯思維能力的培養。[7]

趙強（2001）提出了一個教學策略：（1）通過該合作學習，明確前概念。（2）情景式教學，引發認知沖突，引導學生放棄原有前概念，使其接受科學前概念。（3）隨機通達教學，不同時間、情境下，對同一內容進行學習，使學生獲得對于同一事物的多方面的認識。[8]

于永健（2005）提出歸謬法。歸謬法就是讓學生自己的認知結構發生矛盾，引起學生自己發生認知沖突。[9]

通過對文獻的梳理我們發現，現有從思維方法的角度提出歸謬法、物理模型等促進前概念的轉變的策略；從教學方法角度提出了認知沖突策略以及隨機通達教學策；從教學方式的角度提出了合作學習、情景式教學等策略。

（三）前概念轉變模型和模式

袁維新將概念轉變教學策略按教學過程分為以下三步：1.揭示學生的物理前概念； 2.引發學生認知沖突； 3.鼓勵認知順應。[10]奎媛媛（2013）將所有概念轉變教學策略中有沖突出現的策略都歸屬于一種策略，統稱為認知沖突策略，并提出了四大具體教學步驟。[11]通過文獻梳理，國內的促進前概念轉變的模型與國外相比大同小異，大多是在借鑒國外的教學模式。

通過對初中物理前概念轉變的碩博論文相關文獻的梳理可以得出，前人主要的從以下幾個角度進行了研究：李尚芳（2013年）從男女生性別差異角度來研究對前概念轉變影響的差異性并探索出一些轉化物理前概念的教學策略。莫海玲（2010年）從教材編寫與使用的角度來探討教材是否充分體現并考慮到學生的前概念，通過對現行的物理教科書中前概念進行前概念調查、匯整，并據此提出一些關于教科書編寫與使用方面的思考及建議。張杰（2015年）從對前概念以及前概念的錯誤屬性分析的角度來提出前概念轉變的策略，提出豐富與重建的前概念轉變策略。許麗軍（2008年）、黎雙（2012年）從不同的專題（如力學、光學、電學等）的角度來針對具體知識點提出轉變的策略。

四、總結

目前國內外相關研究盡管很多，但是仍然存在一定的問題：①目前初中物理前概念轉變研究主要基于目前傳統教學形態下提供一些促進前概念轉變的教學方法和教學策略。②無論國內外文獻，都比較偏重于理論研究，盡管從理論層面提出了各種各樣的策略，但關于具體的教學操作并為給出程序。③國外的一些物理專題的前概念測量工具，卻無法在國內直接使用，仍需具體教學內容、目標以及學生心理發展特點編制適合我國的前概念測量工具。

針對傳統的教學方式在物理概念教學中存在諸多弊端，忽視學生頭腦中的前概念和學生的主體性，灌輸、覆蓋式概念教學不利于前概念向科學概念的轉變。隨著新課程改革的推行，小組合作學習改變傳統教師講授的教學形態，調動學生學習的積極性，重視學學生的主體性，基于學生頭腦中的前概念通過積極思考、討論等互動學習，更利于學生科學概念建構，故筆者認為應在初中物理概念教學中提倡小組合作學習。其他文獻中盡管提到了合作學習，但大多是將合作學習作為在教學過程中使用的某一種教學策略，其地位認知沖突策略、隨機通達教學策略等并列，并未充分突出小組合作學習教學方式在學生物理前概念轉變過程中的優勢，故筆者認為有必要對小組合作學習進行深入研究，通過設計并開發出適合初中物理概念教學的小組合作學習教學模式，來促進學生前概念的轉變，提升課堂效率。

（作者單位：海南師范大學）

參考文獻：

[1]王銘志.生物學核心概念的概念轉變教學研究[D].金華，浙江師范大學，2012：11.

[2]Driver，Guesne&Tiberghien.Childrens ideas about the Physical world.Great Britain University Press，1985（3）：24-26.

[3]郭玉英，盧俊梅譯.“為概念轉變而教”策略綜述.物理教師，2003，24（5）

[4]Nussbaum，J.&Novick，N.Alternative framework， conceptual conflict， and accommodation： Toward a principal teaching strategy[J].Instructional Science， 1982，11 （3）：183-200.

[5]趙強，劉炳升.建構與前概念[J].物理教師， 2001， 22（7）：3-9.

[6]吳建加.淺議前概念的探究式教學[J].科技文匯，2013，（3）：137-139.

[7]羅旋.怎樣克服前概念的不利影響[J].中學物理教學參考，1997，08：42-43.

[8]趙強，劉炳化建構與前概念[J].物理教師，2001，07：3-4、9.

[9]于永健.歸謬法[J].教學研究，2006：15-17.

[10]袁維新.生物學中錯誤概念的診斷與矯治[J].課程·教材·教法， 2003 （5）： 46-50.

[11]奎媛媛.初中成像前概念及其轉變的實踐研究[D].蘭州：西北師范大學，2013：19-20